基于数值仿真的顺层岩质边坡支护稳定性分析

以长沙某矿坑顺层岩质边坡为研究对象,结合有限元数值分析软件Ｐｈａｓｅ2对边坡开挖应力状 态变化与潜在变形破坏模式进行仿真模拟,分析其支护效果,确定合理可靠的治理措施方案,并采用极 限平衡法进一步验证。结果表明:该顺层岩质边坡应力松弛区位于坡面中上部,由坡面向坡体内部呈现 出显著变化、渐变和基本不变的分布特征;该顺层岩质边坡的潜在变形破坏模式为顺层滑移－弯曲破 坏;采用预应力锚杆对该顺层岩质边坡进行支护,能有效提高边坡的稳定性。     

隧洞围岩稳定性及支护时机分析

通过荷载释放法计算确定某水电站尾水隧洞的最佳支护时机,并依据该最佳支护时机分析毛洞开挖和采用拟定支护措施下围岩整体稳定情况。结果表明,洞室开挖过程中洞周应力释放,围岩应力重分布;随着围岩荷载释放率的增加,洞室最大变形量也有所增加,围岩应力释放率达到70%时,测点变形增量显著增加,此时为该深埋隧洞的最佳支护时机;相较于裸洞开挖,施加喷锚支护能改善隧洞整体应力变形和塑性区的发展,同时又可很好地控制支护成本。     

乌东德水电站左岸尾水出口边坡动态设计

乌东德水电站左岸尾水隧洞出口边坡为典型陡倾顺向坡,最大坡高114m,顺层滑移是边坡开挖支护设计需解决的关键问题。遵循优化开挖坡比、强化锁口支护的思路开展了施工图阶段设计。由于地质条件复杂,开挖揭露岩体结构与前期勘探成果差异较大,为此开展了边坡动态加固设计。为了对边坡稳定性进行反馈分析,采用FLAC3D三维数值方法研究边坡在开挖卸荷条件下的力学响应、边坡变形破坏机制和潜在失稳模式以及不同工况下整体稳定性安全系数。计算结果及变形监测资料表明,边坡开挖与支护设计合理,满足规范要求,边坡整体稳定。该边坡设计过程可供类似工程参考。     

滇中引水工程破碎围岩洞室开挖支护方案分析

为研究不良地质条件下的洞室开挖支护技术，以滇中引水工程三大主体工程之一的石鼓水源工程为例，针对该工程冲江河右岸进水隧洞与进水箱涵连接段地质条件较差，主要存在浅埋覆盖层与破碎岩体的变形与稳定问题，介绍了进水隧洞采取的开挖支护措施。在石鼓水源工程一期进水箱涵和右岸进水隧洞开挖时，对箱涵边坡采用竖向钢管桩支护措施，隧洞洞口采用超前大管棚、超前小导管、钢拱架锚喷支护、超前堵水灌浆多项支护措施，并对隧洞进行了混凝土衬砌施工。稳定性分析结果表明：该类支护方案能有效控制边坡变形和隧洞洞口收敛，适用于稳定性极差的Ⅴ类围岩进洞段开挖支护。     

基于多点位移计和外部变形观测墩监测成果的高边坡开挖期变形深度分析

黄金坪水电站引水隧洞及泄洪洞进口开挖边坡最大坡高为205 m,岩体为斜长花岗岩,弱风化、强卸荷,开挖后强卸荷水平深度达100 m,并有多条岩脉、小断层及裂隙等,地质条件复杂。阐述了基于多点位移计和外部变形观测墩监测成果,对该高边坡在开挖期的变形深度进行了分析,对边坡支护方案提出了建议。     

不良地质引水隧洞开挖支护应力变形数值模拟研究

选取围岩强度低、变形量大的不良地质段为代表断面进行计算分析,建立了FLAC3D模型,研究隧洞开挖支护围岩的变应力变形情况。结果表明:隧洞的开挖破坏了围岩的原始应力场,隧洞径向轴力释放,切向应力集中,隧洞顶拱位置形成了比较明显的开挖松动圈。隧洞支护后,支护措施承受部分围岩压力,围岩应力得到改善,隧洞围岩变形明显减小,开挖断面变形整体趋于均匀,隧洞周边塑性区有所改善,因此支护措施对围岩变形起明显的限制作用。     

长河坝水电站1~#初期导流洞进口高边坡稳定分析

文中对长河坝水电站1~#初期导流洞进口高边坡稳定进行了分析,分析采用ANSYS软件,运用三维非线性有限元法模拟了相关各岩层、断层的结构和性能,计算了全断面开挖未支护工况、开挖过程与支护工况、正常蓄水位工况和水位骤降工况下的应力状态,并通过初始地应力场计算、开挖作用下边坡变形应力计算、运行期水位骤降情况变形应力计算,综合评价了该边坡的整体稳定性,提出了合理的加固支护建议.     

岩质顺层破碎采石场开挖边坡稳定性分析

以宜昭B4取料场边坡为实例，选取边坡单级坡高、开挖坡度、支护方式等3个典型影响因素进行分析，利用ABAQUS建立边坡三维有限元模型，模拟了边坡开挖、支护施工过程，计算出各开挖支护方案下坡体的水平及竖向位移随开挖时步的变化情况，并结合强度折减法，将安全系数作为边坡稳定性评判标准。结果表明：同一边坡在工况相同时，支护方式对边坡稳定性影响最大，其次是边坡坡度，单级坡高影响最小。经优化后降低单级坡高（10m）、减缓边坡坡度（1∶1）、采用喷锚联合支护，此方案下边坡支护结构面上最大竖向位移为3.67mm，最大拉应力为0.73MPa，最大水平位移出现在边坡坡脚与平台上，为1mm；边坡开挖支护后的安全系数为1.46，大于规范中边坡稳定安全系数1.35。     

高边坡分级开挖与支护方案研究

边坡失稳是外界各种因素的共同作用下,由局部小范围的变形逐渐延伸扩大最终演变为整体破坏的灾变过程,在此过程中,控制边坡变形的因素也是"动态"变化的.对未支护下的边坡进行多级开挖,分析不同开挖时步下的坡体稳定性及其变形,根据其计算结果对边坡进行分级支护,分析支护后的坡体稳定性及其变形.对比结果表明,采用及时支护方式开挖的边坡安全系数在开挖早期有所降低,但后期逐渐增加,支护后坡体各监测点的水平位移和竖直位移均小于未支护前.     

大奔流沟料场高边坡支护设计研究与实践

锦屏一级水电站大奔流沟料场岩质边坡设计最大高度达458 m,综合坡比1∶0.56。根据现场实际地质条件,确定边坡开挖支护设计的主要原则是：沿层面开挖剥离,开挖不切脚;采用喷锚支护对表层岩体结构面的不利组合和岩体局部变形进行支护;采用锚索重点对坡顶、坡腰和坡脚进行深层加固;对岩体完整性不好的坡面采用框格梁连接锚头混凝土进行支护;采用排水孔和坡面排水系统相结合的方式进行排水。边坡于2009年3月开挖施工,至2013年6月底,已开挖形成的边坡最大高度约413.5 m,监测成果表明,边坡整体稳定。     

瀑布沟水电站泄洪洞出口段偏压应力及边坡稳定性分析

瀑布沟水电站泄洪洞出口段隧洞偏压问题十分突出,运用非线性有限元法模拟泄洪洞开挖过程,分析了天然边坡和加固边坡条件下隧洞与边坡的相互作用、隧洞围岩的变形与稳定性。结果表明：设计上提供的现有边坡加固方案总体上较为合理,可以有效地改善边坡的整体稳定性,建议加强泄洪洞上半洞开挖过程中顶拱的及时喷锚支护。     

边坡开挖对铁路隧道的影响分析

在已有铁路线附近施工,对桥梁和隧道等铁路构造物造成一定的影响,对既有铁路的运营形成一定的安全隐患。结合某铁路隧道附近的边坡开挖,通过有限元模拟计算,详细分析了边坡开挖对铁路隧道结构的影响。研究表明边坡开挖引起隧道的应力和变形较小,但爆破作业引起的振动对列车的运营存在安全隐患。     

某水电站导流洞出口边坡稳定性分析与评价

某水电站现场监测资料表明,电站导流洞出口边坡开挖后有不间断变形,而且速率较大。为查明出口边坡潜在变形破坏范围及特征,对监测资料进行分析,同时采用极限平衡和三维数值模拟手段,对边坡稳定状态进行评价。结果表明：开挖前边坡能够自稳,开挖后如不及时支护,表层第四系土层会发生向开挖面的滑移;侧面边坡变形具有时效性,随时间推移变形破坏范围会向上部逐渐扩展。建议通过补充钻探和物探等措施,详细查明第四系覆盖层分布范围及厚度,同时通过现场试验等手段核实对边坡稳定状态极为敏感的第四系土层和强风化板岩层抗剪强度参数,在此基础上制定可靠的边坡支护措施。     

紫坪铺导流洞不同支护型式的围岩变形与稳定性

紫坪铺2号导流隧洞有规模较大的Lc和L9断层斜穿，堵头末端存在导流洞与泄洪洞交汇的不利空间。运用三维有限元方法模拟其开挖过程，分析了采用锚杆支护和全断面混凝土衬砌两种方案的围岩变形和稳定性，计算结果表明全断面混凝土衬砌在开挖过程中对于抑制围岩的回弹变形和破坏效果显著。     

某电站深孔泄洪洞进口边坡锚固优化分析

以大型岩土工程数值分析软件(ADINA)为研究手段,基于卸荷岩体力学的理论和方法,对某电站深孔泄洪洞进口边坡进行了开挖卸荷分析。基于此,重点分析不同加固角度对边坡的加固效果,同时也分析了不同锚固力作用下边坡的加固效果,结果表明加固角度为俯角20°时效果最优;锚固力越大,边坡变形越小。考虑到成本控制,采用2 000 kN的预应力锚索。再者,开挖边坡直立坡段处修建有弧形闸门用于泄水,故着重分析此处的加固方案,以保证闸门的正常运行,结果显示锚固力对加固效果有直接影响。研究成果对设计采用锚索加固的高陡边坡工程具有一定的借鉴作用。     

复杂地质条件下引水隧洞围岩稳定性分析

地下工程具有广阔的发展前景,而其围岩的稳定性关系到工程的施工安全以及运行安全。采用有限元分析方法,对计算模型的有限变形原理、洞室参数的选择进行了介绍。依托柳坪水电站引水隧洞工程,依据相关设计参数,建立三维整体模型,模拟了复杂地质条件下引水隧洞在开挖不支护、开挖支护完成后、地震工况条件下围岩稳定性计算结果,说明隧洞围岩主要受到压应力的作用,且通过衬砌能有效地控制围岩变形。并对结果对比分析,得出了3种工况的安全系数均大于1,隧洞围岩结构稳定性较好,且引水隧洞垂直方向变形均大大超过水平方向等结论,为施工及结构设计提供参考。     

隧道台阶法施工的数值模拟与分析

在隧道施工过程中,评价围岩稳定性是一项重要工作.结合广东某隧道工程状况,利用有限元软件模拟了隧道的动态开挖过程,分析了开挖过程中围岩应力和应变的变化规律,并对施工过程中位移量较大及应力集中现象比较明显的部位进行了划分,确定了施工现场重点监测和支护区域,确保施工过程中围岩的稳定性和安全性.     

黄金坪水电站进水口边坡变形机制分析

研究了黄金坪水电站泄洪洞进水口边坡的变形破坏特征。根据开挖揭露的地质条件、变形监测数据以及前期支护设计参数,分析了边坡的变形机制。分析成果为边坡治理提供了设计依据,可供类似工程参考。     

预应力锚索施工技术在西藏林芝老虎嘴水电站高边坡加固中的应用

西藏林芝老虎嘴水电站在进行导流洞、泄洪洞出口洞脸边坡开挖施工过程中,由于边坡地质条件差、岩层破碎,在边坡下部形成了较大范围的塑性区,边坡变形加大,导致开挖边坡及顶部自然边坡相继产生了一系列的拉裂缝且扩张迅速,导致多次发生较大规模塌方。为确保边坡稳定和施工安全,业主、监理、设计及施工单位四方针对边坡加固制定出切实可行的治理措施,其中采用了大量的预应力锚索对边坡岩体进行了预应力锚固,效果明显。     

戈兰滩水电站导流洞高边坡综合治理

戈兰滩水电站在建设过程中,由于劈山修路、削坡建坝的需要,在进场道路,坝肩,厂房和导流洞进、出口等部位形成了数量众多的高边坡。主要通过对戈兰滩水电站导流洞进、出口高边坡开挖与支护设计的介绍,阐述了做好高边坡综合治理对缩短工程建设周期,降低工程造价的重要性。